jueves, 25 de noviembre de 2010

enlace iónico

En química, el enlace iónico es una unión que resulta de la presencia de fuerza de atracción electrostática entre los iones de distinto signo, es decir, uno fuertemente electropositivo (baja energía de ionización) y otro fuertemente electronegativo (alta afinidad electrónica). Eso se da cuando en el enlace, uno de los átomos capta electrones del otro.
Dado que los elementos implicados tienen elevadas diferencias de electronegatividad, este enlace suele darse entre un compuesto metálico y uno no metálico. Se produce una transferencia electrónica total de un átomo a otro formándose iones de diferente signo. El metal dona uno o más electrones formando iones con carga positiva o cationes con una configuración electrónica estable. Estos electrones luego ingresan en el no metal, originando un ion cargado negativamente o anión, que también tiene configuración electrónica estable. Son estables pues ambos, según la regla del octeto adquieren 8 electrones en su capa más exterior. La atracción electrostática entre los iones de carga opuesta causa que se unan y formen un compuesto.
Los compuestos iónicos forman redes cristalinas constituidas por iones de carga opuesta, unidos por fuerzas electrostáticas. Este tipo de atracción determina las propiedades observadas. Si la atracción electrostática es fuerte, se forman sólidos cristalinos de elevado punto de fusión e insolubles en agua; si la atracción es menor, como en el caso del NaCl, el punto de fusión también es menor y, en general, son solubles en agua e insolubles en líquidos apolares como el benceno.
Se denomina enlace iónico al enlace químico de dos o más átomos cuando éstos tienen una diferencia de electronegatividad de ΔEN = 1,7 ó mayor. Este tipo de enlace fue propuesto por W. Kossel en 1916.
En una unión de dos átomos por enlace iónico, un electrón abandona el átomo menos electronegativo y pasa a formar parte de la nube electrónica del más electronegativo. El cloruro de sodio (la sal común) es un ejemplo de enlace iónico: en él se combinan sodio y cloro, perdiendo el primero un electrón que es capturado por el segundo:
NaCl → Na+Cl-
De esta manera se forman dos iones de carga contraria: un catión (de carga positiva) y un anión (de carga negativa). La diferencia entre las cargas de los iones provoca entonces una fuerza de interacción electromagnética entre los átomos que los mantiene unidos. El enlace iónico es la unión en la que los elementos involucrados aceptarán o perderán electrones.
En una solución, los enlaces iónicos pueden romperse y se considera entonces que los iones están disociados. Es por eso que una solución fisiológica de cloruro de sodio y agua se marca como: Na+ + Cl-, mientras que los cristales de cloruro de sodio se marcan: Na+Cl- o simplemente NaCl.


Algunas características de este tipo de enlace son:
  • Son sólidos de estructura cristalina en el sistema cúbico.
  • Altos puntos de fusión (entre 300 °C ó 1000 °C)[2] y ebullición.
  • Son enlaces resultantes de la interacción entre los metales de los grupos I y II y los no metales de los grupos VI y VII.
  • Son solubles, como en agua y otras disoluciones acuosas.
  • Una vez fundidos o en solución acuosa, sí conducen la electricidad.
  • En estado sólido no conducen la electricidad. Si utilizamos un bloque de sal como parte de un circuito en lugar del cable, el circuito no funcionará. Así tampoco funcionará una bombilla si utilizamos como parte de un circuito un cubo de agua, pero si disolvemos sal en abundancia en dicho cubo, la bombilla del circuito se encenderá. Esto se debe a que los iones disueltos de la sal son capaces de acudir al polo opuesto (a su signo) de la pila del circuito y por ello éste funciona.


enlaces quimicos

Un enlace químico es el proceso físico responsable de las interacciones atractivas entre átomos y moléculas, y que confiere estabilidad a los compuestos químicos diatómicos y poliatómicos. La explicación de tales fuerzas atractivas es un área compleja que está descrita por las leyes de la electrodinámica cuántica.[1] Sin embargo, en la práctica, los químicos suelen apoyarse en la mecánica cuántica o en descripciones cualitativas que son menos rigurosas, pero más sencillas en su descripción del enlace químico. En general, el enlace químico fuerte está asociado con la compartición o transferencia de electrones entre los átomos participantes. Las moléculas, cristales, y gases diatómicos -o sea la mayor parte del ambiente físico que nos rodea- está unido por enlaces químicos, que determinan la estructura de la materia.
Los enlaces varían ampliamente en su fuerza. Generalmente, el enlace covalente y el enlace iónico suelen ser descritos como "fuertes", mientras que el enlace de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals son consideradas como "débiles".
Teniendo en cuenta que las cargas opuestas se atraen, y que los electrones que orbitan el núcleo están cargados negativamente, y que los protones en el núcleo lo están positivamente, la configuración más estable del núcleo y los electrones es una en la que los electrones pasan la mayor parte del tiempo entre los núcleos, que en otro lugar del espacio. Estos electrones hacen que los núcleos se atraigan mutuamente.
En la visión simplificada del denominado enlace covalente, uno o más electrones (frecuentemente un par de electrones) son llevados al espacio entre los dos núcleos atómicos. Ahí, los electrones negativamente cargados son atraídos a las cargas positivas de ambos núcleos, en vez de sólo su propio núcleo. Esto vence a la repulsión entre los dos núcleos positivamente cargados de los dos átomos, y esta atracción tan grande mantiene a los dos núcleos en una configuración de equilibrio relativamente fija, aunque aún vibrarán en la posición de equilibrio. En resumen, el enlace covalente involucra la compartición de electrones en los que los núcleos positivamente cargados de dos o más átomos atraen simultáneamente a los electrones negativamente cargados que están siendo compartidos. En un enlace covalente polar, uno o más electrones son compartidos inequitativamente entre dos núcleos.

energía de ionización

La energía de ionización, potencial de ionización o EI es la energía necesaria para arrancar un electrón de un átomo perteneciente a una sustancia que se encuentra en estado gaseoso.[1] La reacción puede expresarse de la siguiente forma:
\ A_{(g)} + E_{I} \to A^+_{(g)} \ +  1 \bar e
Siendo A(g) los átomos neutros de una sustancia elemental en estado gaseoso; EI, la energía de ionización y \bar e un electrón.
Esta energía corresponde a la primera ionización. El segundo potencial de ionización representa la energía precisa para sustraer el segundo electrón; este segundo potencial de ionización es siempre mayor que el primero, pues el volumen de un ion positivo es menor que el del átomo y la fuerza electrostática es mayor en el ion positivo que en el átomo, ya que se conserva la misma carga nuclear.
El potencial o energía de ionización se expresa en electrón-voltio, Julios o en kilo Julios por mol (kJ/mol).
1 eV = 1,6 × 10-19 C × 1 V = 1,6 × 10-19 J

En los elementos de una misma familia o grupo el potencial de ionización disminuye a medida que aumenta el número atómico, es decir, de arriba abajo.
Sin embargo, el aumento no es continuo, pues en el caso del berilio y el nitrógeno se obtienen valores más altos que lo que podía esperarse por comparación con los otros elementos del mismo período. Este aumento se debe a la estabilidad que presentan las configuraciones s2 y s2 p3,respectivamente.
La energía de ionización más elevada corresponde a los gases nobles, ya que su configuración electrónica es la más estable, y por tanto habrá que proporcionar más energía para arrancar los electrones.

miércoles, 24 de noviembre de 2010

afinidad electronica

La afinidad electrónica (AE) o electroafinidad se define como la energía involucrada cuando un átomo gaseoso neutro en su estado fundamental (de mínima energía) captura un electrón y forma un ion mononegativo: X \;(g) + e^- \rightarrow X^- \; (g) + AE \,\!. Dado que se trata de energía liberada, tiene signo negativo. En los casos en los que la energía sea absorbida, tendrá signo positivo.
La electroafinidad aumenta cuando el tamaño del átomo disminuye, el efecto pantalla aumenta y cuando el nº atómico disminuye. Visto de otra manera: aumenta de izquierda a derecha, y de abajo hacia arriba, al igual que lo hace la electronegatividad. En la tabla periódica tradicional no es posible encontrar esta información.
  • O bien el cambio de energía que ocurre cuando un átomo en estado gaseoso acepta un electrón para formar un ion.
Grupo123456789101112131415161718
Periodo
1H
-73
He
21
2Li
-60
Be
19
B
-27
C
-122
N
7
O
-141
F
-328
Ne
29
3Na
-53
Mg
19
Al
-43
Si
-134
P
-72
S
-200
Cl
-349
Ar
35
4K
-48
Ca
10
Sc
-18
Ti
-8
V
-51
Cr
-64
Mn
 
Fe
-16
Co
-64
Ni
-112
Cu
-118
Zn
47
Ga
-29
Ge
-116
As
-78
Se
-195
Br
-325
Kr
39
5Rb
-47
Sr
 
Y
-30
Zr
-41
Nb
-86
Mo
-72
Tc
-53
Ru
-101
Rh
-110
Pd
-54
Ag
-126
Cd
32
In
-29
Sn
-116
Sb
-103
Te
-190
I
-295
Xe
41
6Cs
-45
Ba
 
Lu
 
Hf
 
Ta
-31
W
-79
Re
-14
Os
-106
Ir
-151
Pt
-205
Au
-223
Hg
61
Tl
-20
Pb
-35
Bi
-91
Po
-183
At
-270
Rn
41
7Fr
-44
Ra
 
Lr
 
Rf
 
Db
 
Sg
 
Bh
 
Hs
 
Mt
 
Ds
 
Rg
 
Cn
 
Uut
 
Uuq
 
Uup
 
Uuh
 
Uus
 
Uuo
 

tabla periódica de afinidades electrónicas, en kJ/mol.
 

radio atomico

El Radio atómico: esta definido como mitad de la distancia entre dos núcleos de dos átomos adyacentes. Diferentes propiedades físicas, densidad, punto de fusión, punto de ebullición, estos están relacionadas con el tamaño de los átomos.
Los radios atómicos: se caracteriza en gran medida por la fuertemente atracción entre el núcleo sobre los electrones.
Cuanta mayor carga nuclear efectiva, los electrones estarán más fuertemente enlazados al núcleo y menor será el radio atómico.
Dentro del periodo, el radio atómico disminuye constantemente debido a que aumenta la carga nuclear efectiva.
A medida que se desciende en un grupo el radio aumenta según aumenta el número atómico.
El radio atómico representa la distancia que existe entre el núcleo y la capa de valencia (la más externa). Por medio del radio atómico es posible determinar el tamaño del átomo. Dependiendo del tipo de elemento, existen diferentes técnicas para su determinación como la difracción de neutrones, de electrones o de rayos X. En cualquier caso no es una propiedad fácil de medir ya que depende, entre otras cosas, de la especie química en la que se encuentre el elemento en cuestión.
En un grupo cualquiera el radio atómico aumenta desde arriba hacia abajo debido al aumento en el nº de niveles de E.
En los períodos, el radio atomico disminuye al aumentar el número atómico (Z), hacia la derecha, debido a la atracción que ejerce el núcleo sobre los electrones de los orbitales más externos, disminuyendo así la distancia núcleo-electrón.
El radio atómico puede ser o covalente o metálico. La distancia entre núcleos de átomos "vecinos" en una moléculas es la suma de sus radios covalentes, mientras que el radio metálico es la mitad de la distancia entre núcleos de átomos "vecinos" en cristales metálicos. Usualmente, cuando se habla de radio atómico, se refiere a radio covalente.

electronegatividad

La electronegatividad es una medida de la fuerza de atracción que ejerce un átomo sobre los electrones de otro en un enlace covalente. Los diferentes valores de electronegatividad se clasifican según diferentes escalas, entre ellas la escala de Pauling y la escala de Mulliken.
En general, los diferentes valores de electronegatividad de los átomos determinan el tipo de enlace que se formará en la molécula que los combina. Así, según la diferencia entre las electronegatividades de éstos se puede determinar (convencionalmente) si el enlace será, según la escala de Linus Pauling:
  • Iónico (diferencia superior o igual a 1.7)
  • Covalente polar (diferencia entre 1.7 y 0.4)
  • Covalente no polar (diferencia inferior a 0.4)
  • Cuanto más pequeño es el radio atómico, mayor es la energía de ionización y mayor la electronegatividad y viceversa.
    Según Linus Pauling, la electronegatividad es la tendencia o capacidad de un átomo, en una molécula, para atraer hacia sí los electrones. Ni las definiciones cuantitativas ni las escalas de electronegatividad se basan en la distribución electrónica, sino en propiedades que se supone reflejan la electronegatividad. La electronegatividad de un elemento depende de su estado de oxidación y, por lo tanto, no es una propiedad atómica invariable. Esto significa que un mismo elemento puede presentar distintas electronegatividades dependiendo del tipo de molécula en la que se encuentre, por ejemplo, la capacidad para atraer los electrones de un orbital híbrido spn en un átomo de carbono enlazado con un átomo de hidrógeno, aumenta en consonancia con el porcentaje de carácter s en el orbital, según la serie etano < etileno(eteno) < acetileno(etino). La escala de Pauling se basa en la diferencia entre la energía del enlace A-B en el compuesto ABn y la media de las energías de los enlaces homopolares A-A y B-B. R. S. Mulliken propuso que la electronegatividad de un elemento puede determinarse promediando la energía de ionización de sus electrones de valencia y la afinidad electrónica. Esta aproximación concuerda con la definición original de Pauling y da electronegatividades de orbitales y no electronegatividades atómicas invariables. E. G. Rochow y A. L. Alfred definieron la electronegatividad como la fuerza de atracción entre un núcleo y un electrón de un átomo enlazado.
  • La figura que se encuentra debajo muestra la variación de la electronegatividad de Pauling con respecto al número atómico, apreciándose una evolución similar a la ya observada en el radio iónico o en la energía de ionización.

el átomo

es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

El concepto de átomo como bloque básico e indivisible que compone la materia del universo fue postulado por la escuela atomista en la Antigua Grecia. Sin embargo, su existencia no quedó demostrada hasta el siglo XIX. Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas.
El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases:

Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental, y 1,67262 × 10–27 kg y una masa 1837 veces mayor que la del electrón.
Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del protón (1,67493 × 10–27 kg).
El núcleo más sencillo es el del hidrógeno, formado únicamente por un protón. El núcleo del siguiente elemento en la tabla periódica, el helio, se encuentra formado por dos protones y dos neutrones. La cantidad de protones contenidas en el núcleo del átomo se conoce como número atómico, el cual se representa por la letra Z y se escribe en la parte inferior izquierda del símbolo químico. Es el que distingue a un elemento químico de otro. Según lo descrito anteriormente, el número atómico del hidrógeno es 1 (1H), y el del helio, 2 (2He).

La cantidad total de nucleones que contiene un átomo se conoce como número másico, representado por la letra A y escrito en la parte superior izquierda del símbolo químico. Para los ejemplos dados anteriormente, el número másico del hidrógeno es 1(1H), y el del helio, 4(4He).

Existen también átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, los cuales se conocen como isótopos. Por ejemplo, existen tres isótopos naturales del hidrógeno, el protio (1H), el deuterio (2H) y el tritio (3H). Todos poseen las mismas propiedades químicas del hidrógeno, y pueden ser diferenciados únicamente por ciertas propiedades físicas.

Otros términos menos utilizados relacionados con la estructura nuclear son los isótonos, que son átomos con el mismo número de neutrones. Los isóbaros son átomos que tienen el mismo número másico.

Debido a que los protones tienen cargas positivas se deberían repeler entre sí, sin embargo, el núcleo del átomo mantiene su cohesión debido a la existencia de otra fuerza de mayor magnitud, aunque de menor alcance conocida como la interacción nuclear fuerte.

jueves, 7 de octubre de 2010

REACCIONES QUÍMICAS

Son procesos en los que 1 o más sustancias se transforman en otra u otras con propiedades diferentes. Para que pueda existir una reacción deben haber sustancias que raccionen.
Generalmente, se puede decir que ha ocurrido una reacción si se observa que al interactuar los "supuestos" reaccionantes se da la formación de un precipitado, algún gas, cambio de olor o cambio de color durante la reacción.
TIPOS DE REACCIONES:
a) Combinación                   b) Descomposición
c) Desplazamiento               d) Doble desplazamiento.

a) COMBINACIÓN O SÍNTESIS:
El primer tipo de reacción es el de combinación o síntesis, y este tipo de reacciones se presentan cuando 2 o más sustancias reaccionan para producir un sólo producto.
Ejemplo: A +B = AB
Mg + O2 = MgO

b) DESCOMPOSICIÓN:
Las reacciones de descomposición se presentan cuando una sustancia se transforma en 2 o más sustancias. La sustancia que se descompone siempre es un compuesto y los productos pueden ser elementos o compuestos.
Ejemplos:
La descomposición de algunos óxidos metálicos.
HgO= Hg + O2.

c) DESPLAZAMIENTO O SUSTITUCIÓN:

Las reacciones de simple sustitución se presentan cuando un elemento reacciona sustituyendo o desplazando a otro dentro de un compuesto.
A + BC= AC+ B
Cuando el metal de una sal es desplazado por otro metal
Fe + CuSO4 =FeSO4 + Cu.

miércoles, 6 de octubre de 2010

ley de Proust en relación con la eletrólisis

En 1808, Proust, llegó a la conclusión que para formar un determinado compuesto, 2 o más elementos se unen en la misma proporción ponderal.
Resumen de la ley de Proust:
De los experimentos de la electrólisis, se obtuvieron reacciones volumétricas y de masa en el agua formada por H2O. En 1779, Proust estableció que "cuando 2 o más elementos se combinan para formar un compuesto, lo hacen en siempre en proporción"

caracteristicas del oxigeno e hidrogeno, electrólisis.

Oxígeno:
En condiciones normales de presión y temperatura, el oxígeno se encuentra en estado gaseoso formando moléculas diatómicas (O2) que a pesar de ser inestables se generan durante la fotosíntesis de las plantas y son posteriormente utilizadas por los animales, en la respiración (ver ciclo del oxígeno). También se puede encontrar de forma líquida en laboratorios. Si llega a una temperatura menor que -219 °C, se convierte en un sólido cristalino azul. Su valencia es 2.
El oxígeno puede ser tóxico a elevadas presiones parciales.
Algunos compuestos como el ozono, el peróxido de hidrógeno y radicales hidroxilo son muy tóxicos, produciendo estrés oxidativo. El cuerpo humano posee mecanismos de protección contra estas especies tóxicas. Por ejemplo la superoxido dismutasa, catalasa y la glutation peroxidasa actúan como antioxidantes enzimáticos, al igual que la bilirrubina (un producto derivado del metabolismo de la hemoglobina), la vitamina C, vitamina E, etc. que actúan como antioxidantes no enzimáticos o barredores de radicales libres.
El oxígeno es necesario para las combustiones, respiración, fotosíntesis. Podría decirse que es el nexo entre todos los elementos- el fuego necesita oxígeno para producirse, el aire sin oxígeno sería fatal para las persona, los animales y las plantas, el agua es (en peso) un 89% oxígeno, y las plantas crecen en la Tierra en gran parte debido a la fotosíntesis- las plantas "comen" dióxido de carbono y producen oxígeno puro. También se usa ampliamente en la industria (convertidores de acero, síntesis de ácido nítrico, etc.), medicina y como combustible (soldadura autógena).
  

Hidrógeno:
El hidrógeno es el elemento químico más ligero, estando su isótopo más abundante constituido por un único par protón-electrón. En condiciones normales de presión y temperatura forma un gas diatómico, H2 con un punto de ebullición de tan sólo 20,27 K (-252,88 ºC) y un punto de fusión de 14,02 K (-259,13 ºC). A muy alta presión, tal como la que se produce en el núcleo de las estrellas gigante de gas, las moléculas mudan su naturaleza y el hidrógeno se convierte en un líquido metálico (ver hidrógeno metálico). A muy baja presión, como la del espacio, el hidrógeno tiende a existir en átomos individuales, simplemente porque es muy baja la probabilidad de que se combinen, sin embargo, cuando esto sucede pueden llegar a formarse nubes de H2 que se asocian a la génesis de las estrellas.
Este elemento desempeña un papel fundamental en el Universo, ya que mediante la fusión estelar (combinación de átomos de hidrógeno del que resulta un átomo de helio) proporciona ingentes cantidades de energía.
Industrialmente se precisan grandes cantidades de hidrógeno, principalmente en el proceso de Haber para la obtención de amoniaco, en la hidrogenación de grasas y aceites y en la obtención de metanol. Otros usos que pueden citarse son:
El hidrógeno puede emplearse en motores de combustión interna alternativos. Una flota de automóviles con motores de este tipo es mantenida en la actualidad por Chrysler-BMW. Además, las células de combustible en desarrollo parece que serán capaces de ofrecer una alternativa limpia y económica a los motores de combustión interna.
   

Electrólisis:
La electrólisis o electrolisis es un método de separación de los elementos que forman un compuesto aplicando electricidad: se produce en primer lugar la descomposición en iones, seguido de diversos efectos o reacciones secundarios según los casos concretos.
Electrólisis procede de dos radicales, electro que hace referencia a electricidad y lisis que quiere decir rotura.
El proceso electrolítico consiste en lo siguiente. Se disuelve una sustancia en un determinado disolvente, con el fin de que los iones que constituyen dicha sustancia estén presentes en la disolución. Posteriormente se aplica una corriente eléctrica a un par de electrodos conductores colocados en la disolución. El electrodo cargado negativamente se conoce como cátodo, y el cargado positivamente como ánodo. Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones positivos, o cationes, son atraídos al cátodo, mientras que los iones negativos, o aniones, se desplazan hacia el ánodo. La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos, proviene de una fuente de potencia eléctrica que mantiene la diferencia de potencial en los electrodos.
En los electrodos, los electrones son absorbidos o emitidos por los iones, formando concentraciones de los elementos o compuestos deseados. Por ejemplo, en la electrólisis del agua, se forma hidrógeno en el cátodo, y oxígeno en el ánodo. Esto fue descubierto en 1820 por el físico y químico inglés Michael Faraday.
La electrólisis no depende de la transferencia de calor, aunque éste puede ser producido en un proceso electrolítico, por tanto, la eficiencia del proceso puede ser cercana al 100%.

miércoles, 8 de septiembre de 2010

Separación de mezclas

Los Métodos de Separación se basan en diferencias entre las propiedades físicas de los componentes de una mezcla, tales como: Punto de ebullición,densidad, presión de Vapor, punto de Fusión, solubilidad, etc. Los Métodos más conocidos son:


Filtración
El procedimiento de Filtración consiste en retener partículas sólidas por medio de una barrera, la cual puede consistir de mallas, fibras, material poroso o un relleno sólido.


Decantación
El procedimiento de Decantación consiste en separar componentes que contienen diferentes fases (por ejemplo, 2 líquidos que no se mezclan, sólido y líquido, etc.) siempre y cuando exista una diferencia significativa entre las densidades de las fases.


La Separación se efectúa vertiendo la fase superior (menos densa) o la inferior (más densa).


Evaporación
El procedimiento de Evaporación consiste en separar los componentes mas volátiles exponiendo una gran superficie de la mezcla. El aplicar calor y una corriente de aireseco acelera el proceso.


Cristalización
Una Solución consta de dos componentes: El Disolvente y el Soluto. Las Soluciones pueden ser No-Saturadas, Saturadas y Sobre-Saturadas (Para ver un gráfico representando soluciones No-Saturadas, Saturadas y Sobre-Saturadas .


Las Soluciones No-Saturadas tienen una concentracion de soluto menor que las soluciones saturadas, y éstas a su vez tienen una concentración de solucto menor que una solución sobresaturada. Por ejemplo: Supóngase que se agregan unos cuantos cristales de Sal Común a un Vaso de Agua. Esta será una Solución No-Saturada